化工原理第四章流体通过颗粒层的流动

1 第四章 流体通过颗粒层的流动 思考题 一、试证明：流体以层流状态通过管道时，其阻力损失与单位流体体积所具有的表面积（S/V）2呈正比。 二、床层颗粒的当量直径是以什么原则确定的，为什么？ 三、床层模型与实际床层在哪些物理量上是等效的？ 四、数学模型法的基本步骤是什么？ 五、表面过滤时，真正起过滤作用的是什么？ 六、过滤过程的特点是什么？为什么可用康采尼方程描述其速率？ 七、影响过滤速率的因素有哪些？ 八、试讨论各种条件下滤液量、过滤时间、过滤压差过滤常数K的相互关系？ 九 、 洗 涤 过程 的特 点 是 什 么 ？ 如 何 确 定 洗 涤 速 率(dq/d)w？ 2 第四章 流体通过颗粒层的流动 第一节 概述 一、颗粒床层的分类 分类：固定床----颗粒静止；(催化反应，过滤) 流化床----颗粒悬浮（沸腾床） 固定床 流化床 二、考察内容： 流体通过颗粒（固定床）的压降(hf) 三、流体通过颗粒床流动的本质特征 1. 流体在由大量粒群组成的封闭的固体边界内流动， 属管流； 2. 当颗粒较细时，床层内流速一般极慢（爬流）， 属层流形态； 3. 流体所接触的颗粒几何边界极其复杂，难以准确描述。 （三大因素） 3 第二节 颗粒床层的特性 §2-1 单颗粒特性（影响流动通道） 一、球形颗粒 体积：36pdV 表面积：2pdS 比表面积：pdVSa6/ 对球形颗粒，直径dp即可描述其全部外表特征 二、非球形颗粒 工程上用当量直径de来描述非球形颗粒特征（等效性不同） 1. 体积当量直径(球非VV) VddVVevev6633球非 2. 表面积当量直径(S非=S球) SddSSeses2球非 4 3. 比表面积当量直径（α非=α球） 球形度（球形系数），令6,/665.02223球非eveseveaeseveveseveseveaeaeadddddddddddSVdVSaaddaa ψ的几何意义：同体积下，球形颗粒的表面积与非球形颗粒的表面积之比（ψ≤1） 球形颗粒：dp（一个参数） 非球形颗粒：S, a ; (通常:dev,ψ)（两个参数） 简便：dev=de eeaeeseddaddSdV666223 5 §2-2颗粒群的特征 粒度分布测量：筛分法，显微镜法，沉降法等。 一、粒度分布的筛分分析(>70m) 1. 分布函数：取颗粒总质量为w,直径